کاهش ریپل گشتاور و افزایش بازده موتور جریان مستقیم بدون جاروبک در محدوده وسیع تغییرات سرعت
نام نخستين پديدآور
/یوسف کاظمی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی برق و کامپیوتر
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۹۴
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی برق قدرت
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۴/۰۶/۳۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
امروزه موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک(BLDC) ، به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار میصگیرند .کنترل ریپل گشتاور در این موتورها مهمترین هدف سیستمصهای درایو با عملکرد بالاست که به منظور کمینهصسازی اختلالاتی مانند نویز صوتی، لرزش و نوسانات سرعت باید مورد بررسی قرار گیرد .ریپل گشتاور موتورهای BLDC در روشهای کنترلی متعارف، با بیشتر شدن سرعت افزایش میصیابد، حتی ممکن است تا ۵۰ درصد مقدار متوسط گشتاور هم رسیده و باعث تنزل عملکرد سیستم صشود .یکی از دلایل این افزایش ریپل گشتاور در سرعتهای بالا) ناحیه توان ثابت(، محدود بودن ولتاژ لینک DC به علت مسائل عایقی و حفاظتی است، چرا که کنترل سرعت این موتورها در ناحیه گشتاور ثابت) سرعت پایین (با تغییر ولتاژ سطح استاتور انجام میصشود و در سرعتهای بالا ایجاد جریان بیشتر برای شتابصگیری و افزایش سرعت با کنترل دامنه ولتاژ استاتور مقدور نیست .بعلاوه در موتور BLDC در نواحی بالای سرعت نامی، به دلیل افزایش راکتانس خودی سیمصپیچصهای استاتور، ثابت زمانی الکتریکی سیستم مقدار قابلملاحظهای پیدا نموده و جریان استاتور همصزمان با ولتاژ ضدمحرکه به مقدار نامی خود نمیصرسد در نتیجه در سرعتهای بالا ممکن است فقط در انتهای بازه زمانی هدایت، جریان موتور به مقدار نامی خود برسد .این تأخیر زمانی منجر به ایجاد ریپل گشتاور موتور و کاهش مقدار متوسط گشتاور تولیدی در سرعتهای بالا خواهد شد .تاکنون روشهای زیادی برای کاهش ریپل گشتاور موتورصهای BLDC ارائه شده است که روش کنترل مستقیم گشتاور(DTC) ، یکی از مهمصترین و تأثیر گذارترین آنصها به شمار میصآید .تحقیقات نشان میصدهد با افزایش بازه هدایت جریان در هر سیکل از ۱۲۰ درجه به ۱۸۰ درجه الکتریکی، میصتوان ریپل گشتاور در سرعتهای بالا را تا حدودی کاهش داد .از آنجا که روشDTC ، در مقالات علمی پیشین، افزایش دینامیک و دستیابی به بازده بهتری را برای سیستم در پی داشته است، این پایاننامه نیز کنترل موتور BLDC برای سرعت بالا را با استفاده از روش DTC به کمک استراتژی مد هدایت ۱۸۰ درجه پیشنهاد میصدهد .همچنین برای بهبود پاسخ سرعت و گشتاور سیستم، از الگوریتم بهینهسازی جدید کریلصهرد (KH) برای بهینه کردن ضرایب کنترلکننده سرعت روش DTC استفاده میصشود .برای بررسی عملکرد استراتژی پیشنهادشده، روش DTC در محیط نرمافزار MATLAB/Simulink شبیهسازی شده است .نتایج شبیهسازی استراتژی پیشنهادی با نتایج شبیهسازی استراتژی متعارف روشDTC ، مقایسه شده است .مقایسه نتایج شبیهسازی نوسانات سرعت کمتر، کاهش حداکثر فراجهش، ریپل گشتاور کمتر، افزایش متوسط گشتاور، افزایش دینامیک و بهبود بازده سیستم را در سرعتهای بالا برای استراتژی پیشنهادی نشان داده است .این در حالی است که استراتژی متعارف مد هدایت ۱۲۰ درجه در سرعتهای پایین پاسخ سرعت و گشتاور مطلوبصتری برای موتور به همراه دارد .
متن يادداشت
Nowadays, Brushless DC (BLDC) motors are used in industry applications. In this motors, the most important goal of high performance drive system is torque ripple control in order to minimize disturbances such as noises, vibrations, and oscillations. In conventional control methods, the torque ripple of BLDC motors is enhanced when the speed is increased. This can reach 50 of average torque and reduce the system performance. One of the reasons for the torque ripple enhancement at high speed range (power constant range) is the limitation of DC voltage link due to insulator and protection issues. This is because of the fact that speed control for such motors in constant torque range (low speed range) is achieved using stator voltage change. In this regard at high speed range, producing high current to acceleration and increasing speed using amplitude voltage control is impossible. In addition, at speed ranges above nominal speed, the electrical time constant of system is considerable due to the enhancement of self-inductance of stator windings. Thus, stator current and back-EMF will not reach nominal amount, simultaneously. Subsequently at high speed range, the motor current may reach the nominal amount at the end of the conduction period. This time delay leads to torque ripple and reduces the average produced torque at high speed. In recent years, a lot of methods presented to reduce torque ripple of BLDC motor. Among presented methods, Direct Torque Control (DTC) is the most important and influential. In this case, when the conduction range is extended from 120 to 180 degree, the torque ripple at high speed range is reduced, partially. Due to the fact that DTC method presents better dynamic response and the more efficiency for BLDC motors, in this Dissertation, DTC control method with 180 degree conduction mode is proposed and evaluated for BLDC motor in high speed range. In addition, in order to improve speed and torque response, a novel Krill Herd (KH) algorithm is implemented to optimize speed controller coefficients of DTC method. In order to evaluate the performance of proposed strategy, DTC method is simulated in MATLAB/Simulink software. The simulation results of the proposed strategy are compared with the simulation results of the conventional control strategy. The comparison illustrates that the proposed method presents lower, speed oscillations, smaller maximum overshoot, lower torque ripple, average torque inhancement, faster dynamic response, and enhance system efficiency. However, the conventional strategy with 120 degree conduction mode presents better speed and torque response for the BLDC motor at low speed ranges.
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )